Стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 948921 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву
3213541/29-33 (22)Заявлено 08.12.80 (21) 3217Q67/29-33
3217068/29-33 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.
С 03 С 3/22
1Ьаурвретненный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 07. 08. 82. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 07.08.82 (53) УД К 666. 112. .9(088,8) !
В.Ç.Петрова, А.И.Ермолаева и Н.И<Кошелев
/ ъ ) "" < Ык
1 Ф, у
Московский институт электронной ге (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СТЕКЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО
ЦЕМЕНТА ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГPAJlbHblX
СХЕМ
Изобретение относится к составам кристаллизующихся стекол, предназначенных для диэлектрической изоляции элементов кремниевых интегральных схем ИС
Известно кристаллизующееся стекло (1 ) для спаивания с кремнием, включающее, вес.Ф: SIOg 39-46, А1<0> 15
22, Zn0 10-20, ВаО 21-30.
Недостатком данного кристаллизующегося стекла является зависимость степени закристаллизованности и свойств стеклокристаллических покрытий на кремний от дисперсности исходного порошка стекла, что обусловлено поверхностным,. механизмом кристаллизации стекла данного состава.
Наиболее близким к изобретению .. является кристаллизующееся стекло 12)
20 для изоляции элементов ИС, включающее вес.4: S10g - 50 55, А1аО 20-25,.
Ng0 5-10, Т10т 8-12, БгО 5-10.
Недостатком данного кристаллизующе2 гося стекла является повышенная чувствительность значений КЛТР к незначительным колебаниям режимов термообработки, что связано с наличием в закристаллизованном материале нескольких кристаллических фаз, отличающихся значениями КЛТР(— кристобалит, кордиерит, стронциевый анорт- тит, стронциевый осумилит, рутил, и др. ) Отклонение значений КЛТР ситалла от КЛТР кремния затрудняет получение согласованных с кремнием спаев и приводит к деформации кремниевых пластин, возникновению в кремнии внутренних напряжений и дислокаций, и, в конечном итоге, к ухудшению параметров кремниевых приборов и низкому выходу годных ИС и при их производстве. Другим недостатком данного стекла является высокое значение тангенса угла диэлектрических потерь (tg 0 )закристаллизованного материала в области частот 10 -10 Гц
6 (1oo-140) - 1o4.. 489
45
Целью изобретения является получение согласованного спая с кремнием.
Эта цель достигается тем, что стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включаю-. щее S10<, Al О, Т10, Sr0 и/или
ВаО, дополнительно содержит один компонент из группы CeG, Sn0, Zr0 при следующем соотношении компонентов, в вес.3:
SiОц» 47-58
А1 О 15-22
Ti0, 6-12
Sr0 и/или
ВаО 3-22 один компонент из группы
Се0,2 0,01-0,5 zo
Sn0 0,5-3
Zr0 0,5 - 3
Исходные компоненты отвешивали в соответствии с заданным составом и тщательно перемешивали в яшмовой ступке. Варку стекол проводят в индукционной печи в платино-радиевом тигле в течение 4 часов при темпе— ратуре 1600 С. Выработку стекол проводят в виде гранулята путем от- зо ливки расплава в дистиллированную воду. Полученный гранулят измельчают в яшмовом барабане на валковой мельнице до удельной поверхности
5000 см: /г.
Покрытия ситалла на кремнии получают следующим образом. Из порошка стекла на изобутиловом спирте готовят пасту сметано-образной 1 консистенции. Тщательно перемешанную пасту наносят методом полива на кремниевые пластины. Диаметр используемых кремниевых пластин составлял 40 мм, толщина - 300 мкм.
21 4
Количество наносимой пасты подбирают опытным путем таким образом,. чтобы получить после оплавления и кристаллизации ситалловый слой толщиной 500 10 мкм. После нанесения слой пасты высушивают на воздухе в течение 1О ч. Оплавление и кристаллизацию покрытий проводят в диффузионной печи марки СДО-125/4 лри о температурах 1180-1240 С в течение
15-59 мин. Время продвижения пластин в зону с максимальной температурой составляло 5-20 секунд. После окончания термообработки пластины выдвигали из печи и охлаждали на воздухе до комнатной температры.
Образцы для измерения КЛТР и диэлектрических характеристик прессовали из порошкообразного стекла. Режимы термообработки образцов для измерения КЛТР и диэлектрических характеристик соответствовали режимам кристаллизации покрытий на кремнии. Яосле термообработки на образцы для измерения диэлектрических характеристик наносили и вжигали при 600 С серебряные электроды. о
Оптимальные режимы кристаллизации покрытий на кремнии для составов стекол приведены в таблице. В таблице приведены также значения КЛТР и диэлектрических характеристик образ.. цов стеклокристаллических материалов, закристаллизованных по режимам соответствующим режимам получения покры тий на кремнии.
Изобретение поясняется конкретными примерами, которые приведены в таблице.
Применение предложенных кристаллизующихся стекол вместо известных позволяет значительно улучшить характеристики кремниевых приборов и повысить выход годных ИС при их производстве.
948921
Ю сО
CD
Ю
СЧ
ОО
3!!Ъ
Ю
СЧ
LA л л . л
СЛ л
CD
СлЪ
Ю
СЧ
С!\
СЧ
СЧ
Ю
С
СЧ
CD
СЧ
Ю
СЧ
Ю
СЧ
Ю
Ю
СЧ
ОО
С!О
ОЪ л
CD
СЧ
CD
ОО! с
333
a Iz o
333 X а а
m x
X
=г
tII
33 X
X X с м
1 ill
Э a I 3= ЛО
X I- X
333 IC!
3- а х
) л
X X с* с so
СО 36 Р !
» С!3
IC! о о
cf an
С 3 3 о
С
aCl !
Ю
33
Сп
1 1
1 I I ! 1 СЧ 1
1 . I
1, 1
1
1 л л .1
1
1 I
1 О 1
° »
I !
31
1
I
I CA
1 . 1 —, 1
1 СО
1 1
1
1
I л
X
С 1, Q
IС!)
333 1
Р
Г
1 I
1
1
1
I
1
0- — -!
1 i
1 ! I
I. -Й
I !
1 д
I
1
I Сл\
1
1
1 1 !
1
1 СЧ
1
1 3
1
1 (I 1
1 1
1 3j 1
3 dl I
1 333 I
I I- 1 о I о.
o ! (I
1
1
1
1
1 !
t
1
I
1
1
1
I
1
I
t
1
1
1
I
1
I
I
1
1
1
1
I
I !
I
1
I !
1
I !
1
I
l
1
I
1 .1
I !
3
1 !
3
3
1 !
Ю
"Р I
-а
СЧ CO 1
СЧ
СЯ ОО 1 СЧ
СЧ
1 1
1 О1 1
1 ° 1
1 1- I
3.С\
% л
С<
СС\
CD ° л
Л О
СО СЧ
О
СЧ Л CD
Ю
Ю
Р Ю
34 Ф о. о о
t1I ° 9
I»
I
1
LA
Ю
СЧ
Р Ъ
СЧ
1
3
I
I
1
1
1
1 !
1
1
I
1
1 !
1
I
1
1
1
I
I
l
t
1 !
1
1 !
I
1
I !
1
I
I
1 !
I
I
1 !
1
1
I
1
1
I
I
1
1 !
I
1 ,1 !
1
t
1 !
1
I !
I
I !
С.Э!
" о
О О е» -CD ъ ОО3 Cf 0- I СО
I-CD a
М,СЧ ..
e48gzi
LA л
LA л л!
I !
LA л л
I
1
1
1
1
I
I !
I
I
1
1
1
1 !
t
I
I
1 !
I л (О ° ((()о о
СЭ й!
1 с
1
I
1
Э
1 о а о 1
1
I
1
1
l
1
1
1
1 !
I !
1
I !
t !
t
I
I
I
1 !
I !
I !
I
I
l !
I
I
1
1 .I
I
I
1 1
1 (л) 1
I t
1 I
1 ! 1
1 1
1 1
I I !
1 I
1 л—
1 I
1 "I
1 1
1 п 1
I 1
I 1
I I
1 1
I l
1 1
I. I
I 1
I О
I 1
l 1
I
1 CO 1
1 1
1 1
1 I
1
1 1
) I
I л
I I! ! О
I
1 3
1 1.Г\
1
I с
t
I
1
1 CV
I
1
I
I и т
6)
1 ГЦ
r c ,I0 (tх (- к х л эоа с() э (() 3 } о с а(=
1 о
CD т =г ф 1
S I-cp
a. oo (= )-1
О
s a а с
lY K
Э (О с с л о
s э
С."(Q
Л о о о v (О е (((=г SD
CL O
948921
Формула изобретения
БгОи/или
ВаО
Один компонент из группы:
3 -25
0,01 — 0,5
0,5 - 3,0
0,5 - 3,0
Се О >.
ZrO
ZrO
Составитель О.Самохина
Редактор И.Товтин Техред К.Мыцьо Корректор О.Билак
Заказ 5690/3 Тйраж 508 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская . наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r;. Ужгород, ул. Проектная, Стекло для изготовления стекло-, ристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включаю- 5 щее SiO, Al О>, TiO>, SrO и/или ВаО ,> r л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью получения согласованного спая кремнием, оно дополнительно содер;<ит один компонент из группы СеО пО, ЕгО. при следующем соотношении компонентов, вес.4:
SiO 47 — 58
А1О 15 — 22
Т10 6 -12 15
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 447380, кл. С 03 С 3/22, 1973 °
2. Авторское свидетельство СССР
N 440351, кл. С 03 С 3/22, 1972.